Fotónica de nanoantenas dieléctricas

G. GRINBLAT

Encuentro; XIX Encuentro de superficies y materiales nanoestructurados; 2019

Cuando nanoestructuras metálicas son excitadas ópticamente en sus resonancias plasmónicas, el campo eléctrico incidente puede ser confinado en volúmenes sub-longitud de onda, incrementando notablemente su intensidad local. En las últimas décadas, esta característica ha sido utilizada para el desarrollo de sensores ultrasensibles, microscopias ópticas de alta resolución, y aplicaciones en optoelectrónica, entre otros usos. Sin embargo, la elevada absorción que presentan las ?nanoantenas? metálicas en resonancia limita el empleo de altas potencias de excitación y puede ocasionar problemas de calentamiento. Como consecuencia, efectos negativos emergen para variados usos, como ser el estudio de moléculas sin alterar significativamente su temperatura, o el desarrollo de aplicaciones en óptica no-lineal. Alternativamente, recientemente se ha propuesto que nanoantenas dieléctricas pueden producir propiedades similares a las plasmónicas, aunque con una absorción notablemente menor [1, 2].En esta presentación voy a mostrar resultados de experimentos y simulaciones teóricas para una variedad de nanoantenas dieléctricas, diseñadas para espectroscopias aumentadas por superficie y fotónica no-lineal. En particular, voy a explorar el uso de nano-dímeros de fosfuro de galio para la detección de fluorescencia de pocas moléculas [3], demostrando factores de amplificación de la señal luminiscente de varios miles de veces. Luego, voy a presentar condiciones óptimas para la generación de tercera armónica mediante nanodiscos individuales de germanio y nanoestructuras híbridas oro/silicio, que pueden intensificar hasta decenas de miles de veces la respuesta de sus contrapartes macroscópicas [4-6]. Finalmente, voy a discutir sobre el potencial de nanoantenas dieléctricas para la modulación ultrarrápida de señales ópticas, demostrando tiempos característicos de modulación menores a 30 fs [7, 8].Referencias:[1] P. Albella, R. Alcaraz de la Osa, F. Moreno, S. A. Maier. ACS Photonics 1, 524?529 (2014).[2] M. Caldarola, P. Albella, E. Cortés, M. Rahmani, T. Roschuk, G. Grinblat, R. F. Oulton, A. V. Bragas, S. A. Maier. Nat. Commun. 6, 7915 (2015).[3] J. Cambiasso, G. Grinblat, Y. Li, A. Rakovich, E. Cortés, S. A. Maier. Nano Lett. 17, 1219?1225 (2017).[4] G. Grinblat, Y. Li, M. P. Nielsen, R. F. Oulton, S. A. Maier. Nano Lett. 16, 4635?4640 (2016).[5] G. Grinblat, Y. Li, M. P. Nielsen, R. F. Oulton, S. A. Maier. ACS Nano 11, 953-960 (2017). [6] T. Shibanuma, G. Grinblat, P. Albella, S. A. Maier. Nano Lett. 17, 2647?2651 (2017).[7] G. Grinblat, R. Berté, M. P. Nielsen, Y. Li, R. F. Oulton, S. A. Maier. Nano Lett. 18, 7896?7900 (2018).[8] G. Grinblat, M. P. Nielsen, P. Dichtl, Y. Li, R. F. Oulton, S. A. Maier. Sci. Adv. 5, aaw3262 (2019).